Einstein's brilliant mistake: Entangled states - Chad Orzel

El brillante error de Einstein: los estados entrelazados | Chad Orzel

Traductor: Ciro Gomez Revisor: Paulina Segovia

Albert Einstein played a key role in launching quantum mechanics

Albert Einstein jugó un papel clave en el lanzamiento de la mecánica cuántica

through his theory of the photoelectric effect

a través de su teoría del efecto fotoeléctrico,

but remained deeply bothered by its philosophical implications.

pero quedó profundamente preocupado por sus implicaciones filosóficas.

And though most of us still remember him for deriving E=MC^2,

Y aunque la mayoría de nosotros todavía lo recordamos por derivar E = MC^2,

his last great contribution to physics was actually a 1935 paper,

su última gran contribución a la física fue en realidad un artículo de 1935,

coauthored with his young colleagues Boris Podolsky and Nathan Rosen.

que escribió en conjunto con sus jóvenes colegas Boris Podolsky y Nathan Rosen.

Regarded as an odd philosophical footnote well into the 1980s,

Considerado como una extraña nota filosófica hasta la década de 1980,

this EPR paper has recently become central to a new understanding of quantum physics,

el artículo EPR se volvió clave para una nueva comprensión de la física cuántica,

with its description of a strange phenomenon

con su descripción de un fenómeno extraño

now known as entangled states.

ahora conocido como estados entrelazados.

The paper begins by considering a source that spits out pairs of particles,

El artículo comienza considerando una fuente que suelta pares de partículas,

each with two measurable properties.

cada una con dos propiedades medibles.

Each of these measurements has two possible results

Cada medición tiene dos resultados posibles

of equal probability.

con igual probabilidad.

Let's say zero or one for the first property,

Digamos cero o uno para la primera propiedad,

and A or B for the second.

y A o B para la segunda.

Once a measurement is performed,

Una vez que se hace la medición,

subsequent measurements of the same property in the same particle

mediciones posteriores de la misma propiedad en la misma partícula

will yield the same result.

producirán el mismo resultado.

The strange implication of this scenario

La extraña implicación de este escenario

is not only that the state of a single particle

no es sólo que el estado de una sola partícula

is indeterminate until it's measured,

es indeterminado hasta que se mide,

but that the measurement then determines the state.

sino que la medición determina entonces el estado.

What's more, the measurements affect each other.

Lo que es más, las mediciones se afectan entre sí.

If you measure a particle as being in state 1,

Si se mide una partícula como en el estado 1,

and follow it up with the second type of measurement,

y se sigue con el segundo tipo de medición,

you'll have a 50% chance of getting either A or B,

tendrás un 50% de posibilidades de conseguir ya sea A o B,

but if you then repeat the first measurement,

pero si después repites la primera medición,

you'll have a a 50% chance of getting zero

tendrás un 50% de posibilidades de conseguir cero,

even though the particle had already been measured at one.

a pesar de que la partícula ya había sido medida como uno.

So switching the property being measured scrambles the original result,

Así que cambiar la propiedad que se mide revuelve el resultado original,

allowing for a new, random value.

lo que permite un nuevo valor aleatorio.

Things get even stranger when you look at both particles.

Las cosas se ponen aún más extrañas al fijarnos en las dos partículas.

Each of the particles will produce random results,

Cada una de las partículas producirá resultados aleatorios,

but if you compare the two,

pero si se comparan los dos,

you will find that they are always perfectly correlated.

encontrarán que siempre están perfectamente correlacionados.

For example, if both particles are measured at zero,

Por ejemplo, si ambas partículas se miden como cero,

the relationship will always hold.

la relación siempre se mantendrá.

The states of the two are entangled.

Los estados de las dos están entrelazados.

Measuring one will tell you the other with absolute certainty.

Medir una, te dirá la otra con absoluta certeza.

Pero el entrelazamiento parece desafiar

But this entanglement seems to defy Einstein's famous theory of relativity

la famosa teoría de la relatividad de Einstein

because there is nothing to limit the distance between particles.

porque no hay nada que limite la distancia entre las partículas.

If you measure one in New York at noon,

Si se mide una en Nueva York al mediodía,

and the other in San Francisco a nanosecond later,

y la otra en San Francisco un nanosegundo después,

they still give exactly the same result.

todavía dan exactamente el mismo resultado.

But if the measurement does determine the value,

Pero si la medición determina el valor,

then this would require one particle sending some sort of signal to the other

esto requeriría que una partícula enviara algún tipo de señal a la otra

at 13,000,000 times the speed of light,

a 13 000 000 de veces la velocidad de la luz,

which according to relativity, is impossible.

que de acuerdo con la relatividad, es imposible.

For this reason, Einstein dismissed entanglement as "spuckafte ferwirklung,"

Por esta razón, Einstein desestimó el entrelazamiento

como "spuckafte ferwirklung" o acción fantasmal a distancia.

or spooky action at a distance.

He decided that quantum mechanics must be incomplete,

Decidió que la mecánica cuántica tenía que estar incompleta,

a mere approximation of a deeper reality in which both particles

una mera aproximación de una realidad más profunda en la que ambas partículas

have predetermined states that are hidden from us.

han predeterminado los estados que se ocultan a nosotros.

Supporters of orthodox quantum theory lead by Niels Bohr

Los partidarios de la teoría cuántica ortodoxa liderados por Niels Bohr

maintained that quantum states really are fundamentally indeterminate,

argumentaban que los estados cuánticos

están fundamentalmente indeterminados,

and entanglement allows the state of one particle

y que el entrelazamiento permite

que el estado de una partícula dependa del de su socia distante.

to depend on that of its distant partner.

For 30 years, physics remained at an impasse,

Por 30 años, la física estuvo en un callejón sin salida,

until John Bell figured out that the key to testing the EPR argument

hasta que John Bell descubrió que la clave para probar el argumento EPR

consistía en observar casos que involucraran

was to look at cases involving different measurements on the two particles.

diferentes mediciones en las dos partículas.

The local hidden variable theories favored by Einstein, Podolsky and Rosen,

Las teoría de variables ocultas locales apoyada por Einstein, Podolsky y Rosen,

strictly limited how often you could get results like 1A or B0

estrictamente limitaban la frecuencia

con la que se podría conseguir resultados como 1A o B0,

because the outcomes would have to be defined in advanced.

porque los resultados tendrían que ser definidos con anterioridad.

Bell showed that the purely quantum approach,

Bell mostró que el enfoque puramente cuántico,

where the state is truly indeterminate until measured,

donde el estado es verdaderamente indeterminado hasta que se mide,

has different limits and predicts mixed measurement results

tiene diferentes límites y predice resultados mixtos de mediciones

that are impossible in the predetermined scenario.

que son imposibles en el escenario predeterminado.

Once Bell had worked out how to test the EPR argument,

Una vez que Bell había trabajado en cómo poner a prueba el argumento EPR,

physicists went out and did it.

los físicos fueron y lo hicieron.

Beginning with John Clauster in the 70s and Alain Aspect in the early 80s,

Comenzando con John Clauster en los años 70 y Alain Aspect en los años 80,

dozens of experiments have tested the EPR prediction,

docenas de experimentos han puesto a prueba la predicción de EPR,

and all have found the same thing:

y todos han encontrado la misma cosa:

quantum mechanics is correct.

la mecánica cuántica es correcta.

The correlations between the indeterminate states of entangled particles are real

Las correlaciones entre los estados

indeterminados de partículas entrelazadas son reales

and cannot be explained by any deeper variable.

y no pueden ser explicadas por ninguna variable más profunda.

The EPR paper turned out to be wrong but brilliantly so.

El artículo EPR resultó estar equivocado, pero magistralmente, eso sí.

By leading physicists to think deeply about the foundations of quantum physics,

Al impulsar a los físicos a pensar profundamente

en los fundamentos de la física cuántica,

it led to further elaboration of the theory

condujo a una mayor elaboración de la teoría

and helped launch research into subjects like quantum information,

y a ayudar a lanzar la investigación a temas como la información cuántica,

now a thriving field with the potential to develop computers of unparalleled power.

campo hoy floreciente, con potencial de desarrollar equipos de potencia sin igual.

Unfortunately, the randomness of the measured results

Desafortunadamente, la aleatoriedad de los resultados medidos

prevents science fiction scenarios,

evita los escenarios de ciencia ficción,

like using entangled particles to send messages faster than light.

como usar partículas entrelazadas para enviar mensajes más rápido que la luz.

So relativity is safe, for now.

Así que la relatividad está salvo, por ahora.

But the quantum universe is far stranger than Einstein wanted to believe.

Pero el universo cuántico es mucho más extraño de lo que Einstein quería creer.